Principios de análisis instrumental

206 Capítulo 8 Introducción a la espectrometría óptica atómica <« )) PREGUNTAS YPROBLEMAS donde A 0 es la longitud de onda en el centro de la línea de emisión, k es la constante de Boltzmann, Tes la temperatura absoluta, :M es la masa atómica y e es la velocidad de la luz. Ingle y Crouch 11 presentan una ecuación similar en términos de frecuencias. [ 2(ln 2 )kT] 112 v Llv 0 = 2 ---'!.'. :M e donde L1v 0 es la semiamplitud Doppler y V 111 es la frecuencia en el máximo de la línea. a) Demuestre que las dos expresiones son equivalentes. b) Calcule la semiamplitud en nanómetros para el en sanchamiento Doppler de la transición 4s ~ 4p para níquel atómico a 361.939 nm (3619.39 Á) a una temperatura de 20 000 K en unidades de longitud de onda y frecuencia. e) Estime la amplitud de la línea natural para la transición en b), suponga que el tiempo de vida del estado excitado es 5 X 10- 8 s. d) La expresión para el corrimiento Doppler que se da en el capítulo y en el problema 8.8 es una aproximación que funciona a velocidades relativamente bajas. La expresión relativista para el desplazamiento Doppler es L1A A Demuestre que la expresión relativista es congruente con la ecuación que se da en el capítulo para velocidades atómicas bajas. e) Calcule la velocidad que tendría un átomo de hierro que experimenta la transición 4s ~ 4p a 385.9911 nm (3859.911 Á) si la línea resultante apareciera a la longitud de onda de reposo para la misma transición en el níquel. f) Calcule la fracción de una muestra de átomos de hierro a 10 000 K que tendría la velocidad que calculó en e). g) Elabore una hoja de cálculo para determinar la semiamplitud Doppler L1A 0 en nanómetros para las líneas del níquel y el hierro citadas en b) y e) de 3000 a 10 000 K. h) Consulte el artículo de Gornushkin et al. (nota lO) y enliste las cuatro fuentes de ensanchamiento de presión que ellos describen. Explique con detalle cómo dos de estas fuentes se originan en átomos de muestra. 11 }. D. Ingle }r. y S. R. Crouch, Spectrochemical Analysis, p. 212, Upper Saddle River, N}: Prentice Hall, 1988.